Nel tardo medioevo, la popolazione di Avio è governata dal conte di Trento, pur sotto la guida spirituale del vescovo di Verona al quale nel XIII secolo, succede la potente famiglia dei Castelbarco. Essi tendono ben presto ad accumulare potere e ricchezze nella valle. Nel 1411, con testamento di Azzone Francesco Castelbarco, il vicariato di Avio, insieme a quelli di Ala e Brentonico, passano sotto il dominio della repubblica di Venezia, avviando così l’esperienza dei quattro vicariati che ebbe grande importanza nella storia giurisdizionale e amministrativa della Vallagarina. Questo fatto viene accolto in modo molto positivo da entrambe le parti: se i veneziani avevano bisogno di una base per espandersi a nord, gli abitanti della zona ottennero una certa autonomia che portò a un periodo d’oro.
La Serenissima si dovette ritirare da Avio e dal resto del Trentino meridionale nel 1509 dopo la sconfitta subita nella Battaglia di Agnadello. In seguito, Avio fu incorporato nel dominio degli Asburgo.
Durante la prima guerra mondiale il paese fu occupato dal Regio Esercito Italiano pochi giorni dopo l’entrata in guerra dell’Italia, rimanendo sotto il controllo degli italiani fino alla fine della guerra. A fine ottobre 1918 fu accolta a Villa Pellegrini-Malfatti, sede della 26ª divisione italiana, la commissione d’armistizio austro-ungarica sotto la guida del generale Viktor Weber von Webenau. L’armistizio fu poi firmato il 3 novembre 1918 a Villa Giusti a Padova. Con il trattato di Saint-Germain-en-Laye nel 1919 il comune di Avio fu ufficialmente annesso al Regno d’Italia.